暴露·轉化·建構：科學概念深度學習進階策略

浙江省海寧市實驗小學 沈 燕

一、暴露前概念：基于真實情境的學習動機“深度激發”策略

新課標指出，科學課程的基本理念之一是保護學生的好奇心和求知欲。科學課堂從一開始就要設置能引起學生足夠探究欲望的情境，也要重視前概念的影響。

（一）創設情境，抓住學生興趣

創設教學情境，能夠誘發學生的好奇心，將“被動接受”轉變為“主動探究”，充分抓住學生的學習興趣。

本課伊始，筆者以視頻、圖片的形式請同學們欣賞海寧硤石燈彩。同學們驚嘆于燈彩的制作工藝和絢爛燈光。以此為情境，筆者請同學們思考：燈彩中的小燈泡是如何被點亮的？以促進學生思考，開展科學探究。真實的情境會使學生發現科學學習并非遙不可及，而是與自己的生活息息相關，真正體會到學習的意義所在。

（二）做好前測，喚醒感性認識

科學概念是指在教學過程中通過揭示概念的內涵而形成的概念，而前概念是指沒有經過專門的教學，在日常生活中通過辨別學習、積累經驗而形成的概念。學生由于生活中的經歷所形成的感性認識是他們學習的起點，因此，教師要充分重視學生的前概念，利用前概念為科學概念的建構服務。

本課中，筆者先進行前測，請學生想一想，利用一只小燈泡、一節電池和一些導線能讓小燈泡亮起來的方法。經過統計、分析可知，大多數學生認為要將電池的正負極都連接到小燈泡上，但是，具體連接的部位有所區別；少數學生認為用一根導線連接干電池和小燈泡，小燈泡就能亮了。通過談話，我們得知，學生認為生活中的電器都只有一根電源線，只要插上插頭，電器就能工作了。由此看來，學生已有了讓電流到小燈泡才能點亮小燈泡的感性認識，但對于“通路”的概念還認識不清。

二、轉化前概念：引導理性建構的科學概念“深度體驗”策略

杜威指出，教師的責任就是把學習者引入思考之中，使之通過激動、驚奇或消極經驗在其已經獲得的知識關系中開啟新知識可以填補進去的“空間”，增添學習者經驗中還不存在的某種東西，這就是教學方法的本質。筆者以學生的前概念為起點，引導分析典型現象，探尋小燈泡被點亮的連接規律，并通過學習支架，幫助學生理解“通路”概念。

（一）保障探究空間，引發沖突

新課標在闡述課程基本理念時指出，在小學科學教學中，教師要突出學生的主體地位，基于學生的認知水平，聯系學生已有的知識和經驗，創設良好的學習環境，引起學生的認知沖突，引導學生主動探究，啟發學生積極思考。教師要引導學生在探究活動中提高積極性和主動性，增加體驗，在實驗中能清楚地觀察現象，并對實驗現象進行思考和反思。

為了讓學生建構電路“通路”概念，筆者進行了精心設計。首先，筆者對實驗的導線進行了改進，用焊錫將兩端焊成小點，幫助學生在連接時確保位置正確。其次，本次小組合作人數為兩人一組，給每個學生充分的探究時間。檢驗環節，兩個同學互為公證員，是合作者，也是監督者。學生得到檢測結果，自然會疑惑：“為什么有的亮，有的不亮？”從而引發學生的認知沖突，為探尋連接規律埋下伏筆。

（二）抓取典型現象，探尋規律

獲取實驗現象后，教師要引導學生通過分析、歸納等方法抓住現象看本質，使學生從具體的感性認識上升到抽象的理性認識，最終建構科學概念。

學生檢測后已經知道了哪些連接方案能夠點亮小燈泡，此時，教師要幫助學生抓住典型的現象，從中找到關鍵點。筆者請同學們重點聚焦以下兩種方案（見表1），并以問題的形式引導學生找出連接方法上的共同點：

表1

通過觀察，學生發現兩個方案中電池正負極都分別連接了小燈泡的底部和外殼，這就是點亮方案在連接上的共同點。緊接著，筆者出示以下兩種不能點亮的方案（見表2）：

表2

通過與之前的對比，學生很容易看出電池沒有連通，也是不能讓小燈泡亮起來的。緊接著，筆者再出示第三組對比（見表3）：

表3

通過這一組的觀察，學生會加深“電池正負極要分別連上小燈泡的底部和外殼才能點亮”的印象，由此思考小燈泡的內部結構，為“通路”概念的理解進一步消除障礙。

（三）搭建學習支架，助推思維

維果茨基的“最近發展區理論”認為，要使有學習困難的學生獲得發展，就要在學生的現有水平和潛在發展水平之間提供類似于建筑工地里的“支架”，幫助學生一步步攀爬“支架”來逐步完成學習任務，達到建構概念的目的。

本課中，筆者設計了以下三種學習支架來幫助學生理解并建構科學概念。

（1）方案板貼。將學生最常見的六種連接方案做成直觀的大板貼貼在黑板上，能單獨活動的板貼便于移動，能快捷、清晰地引導學生對比不同，為學生分析表達提供了有效載體。

（2）圓點貼片。學生分析出要將電池的正負極分別連接小燈泡的底部和外殼后，用藍色、紅色的圓點貼片分別貼于小燈泡的兩個連接點和電池的正負極，方便學生歸納和理解這種正確的連接方式。

（3）微課視頻。以視頻動態呈現，使學生看到小燈泡的真實內部結構，并將不可見的電流變得可視化，幫助學生糾正原有的錯誤認識，基本完成對“通路”概念的建構。

三、建構新概念：指向學以致用的科學概念“深度遷移”策略

深度學習強調對知識的理解，要應用所學知識解決問題或者解釋現象。教師要讓學生在深度學習中領悟科學知識的本質，獲得科學思想與方法，形成內在的、積極的學習動機。

（一）辨析錯誤方案，鞏固概念

在學習中，學生的任何錯誤都可以成為學習的資源。教師可以利用這些錯誤資源，幫助學生豐富和完善經驗。

課末，筆者引導學生將研究的重點聚焦在電流是否能流過小燈泡。經過分析，學生發現這四種錯誤的方案中，方案1和方案2中電流是無法流通的，方案3和方案4中電流能流通，但是沒有經過小燈泡，以此總結出“斷路”和“短路”的概念，從而引導學生從多樣的表象中反向建構電流“通路”的概念。然后，筆者請同學們修正錯誤的方案，再連一連，從而鞏固概念。

（二）設計拓展遷移，運用概念

在科學教學中，教師要能夠激發學生對已經掌握的科學知識或原理進行拓展遷移，引導學生利用科學概念逐步解決實際問題，這樣才能讓科學學習真正實現服務于生活的最終目的。

本課最后，筆者引導學生關注硤石燈彩中有多個小燈泡在同時發光，以此發布新的任務：用一節電池同時點亮兩個甚至更多的小燈泡，以成功經驗引領學生再次探究。有了前期電流“通路”概念的有效建構，學生能想到正確的方法是讓電流依次流過兩個或更多的小燈泡，這是對“通路”概念的運用和鞏固。

總之，在教學中，教師要為學生創造恰當的學習環境和條件，讓學生在有限的時間和空間內，從原有的前概念出發，經歷理性的科學探究過程，以證據和邏輯主動建構科學概念，鍛煉科學思維，全方位提升科學素養。